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鐵路軌道,簡稱路軌、鐵軌、軌道等。用於鐵路上,並與轉轍器合作,令火車無需轉向便能行走。軌道通常由兩條平行的鋼軌組成。鋼軌固定放在軌枕上,軌枕之下為路碴。以鋼鐵製成的路軌,可以比其它物料承受更大的重量。軌枕亦稱枕木,或路枕,功用是把鋼軌的重量分開散布,和保持路軌固定,維持路軌的軌距。一般而言,軌道的底部為石礫鋪成的路碴。路碴亦稱道碴、碎石或道床,是為軌道提供彈性及排水功能。鐵軌也可以鋪在混凝土築成的基座上 (在橋上就相當常見) ,甚至嵌在混凝土裡。

1簡介

板式軌道
用很薄的鐵片釘在木製的路軌上製成。但這種路軌的承重能力很低,所以雖然建造的成本很低,但長遠來說並不划算。
後來鐵路開始改用鐵軌,經過數十年的改進,使用的物料改成鋼,而鋼的質素亦得到很大的提高。鐵路上使用的鋼軌必須承受巨大的壓力,故此需要使用質素極高的鋼材。鐵路鋼軌對鋼的要求比其它的應用都為高。同樣的小瑕疵,在建築物使用的鋼筋內出現可能不會產生任何問題;但在鐵路鋼軌出
鐵軌

  鐵軌

現則隨時會導致路軌斷裂而引致列車出軌。
鋼軌並不便宜,占鐵路成本中相當重要的部分。

鐵軌

鐵軌
現代使用的鋼軌切面成」工」字形,分為與車輪接觸的軌頭、中間的軌腰及底部的軌底。不同的路線對鋼軌的強度、穩定性及耐磨性都有不同的要求。因此鋼軌亦有不同的規格。一條路線上應該選擇使用那一種,需要考慮經濟及技術等因素。
鋼軌的種類及強度以kg/m表示。每米越重的鋼軌所能承受的重量亦越大。
歐洲的鐵路常見的鋼軌有以下多種重量:
40kg/m
50kg/m
60kg/m
中國則有:
50kg/m
60kg/m
75kg/m
主要線路使用的是60kg/m 或75kg/m的鋼軌。
美國使用的鋼軌更重,某些運煤線路可重達77kg/m。
接合魚尾板
把鋼軌連接成軌道的方法有多種。最傳統的做法會把二十米左右一截的鋼軌固定在軌枕之上,各截鋼軌之間有接頭(亦稱接縫)。英國的習慣,兩條路軌會在相同的地方有接頭,但美國則會放在不同的地方。接頭使用魚尾板接合,它是一塊約六十厘米長的鋼板,兩端有四或六口鋼栓,用來扣在鋼軌上的小洞。鋼軌之間特地留有間隙,約為6mm寬,稱為伸縮接縫。鋼軌讓魚尾板上鋼栓通過的小洞是橢圓形的,這樣鋼軌就可以在炎熱的天氣下有膨脹的空間。這對鋼軌是非常重要的:如果沒有膨脹的空間,每當溫度改變一度,鋼軌就需要承受1.6噸的壓力或拉力。如果一個地方每年最高及最低溫度相差三十度,這力可以達到五十噸。一條鋼軌可能會因而變得歪歪斜斜,影響行車安全~。
雖然這樣可以解決冷縮熱漲的問題,但是路軌上留有的小接縫使列車駛過時產生」咔噠、咔噠」的聲音。除非路軌的保養得非常良好,否則這種有接縫的路軌不適宜讓高速列車行駛;乘客亦會覺得行車不平穩。很多鐵路發達的國家依然會在低速路線、非重要的路線或支線使用這種路軌接合。魚尾板亦常見於缺乏現代化投資的路線。美國大部分的路線都屬於這類,而且多數是還使用木製的枕軌(即枕木);另外部分原因是美國的鐵路速度不高,木的價格亦很低。

持續焊接

另一種較新的連接鋼軌的方法是持續焊接軌道(Continuous Welded Rail, CWR),亦稱無縫軌道或長焊軌。這種方法把數公里長的鋼軌以焊接接成連續的一條。由於沒有了接縫,於是路軌的強度獲得增加,需要的維修較少,車輛行駛亦更順暢。
以焊接接合軌道的成本較用魚尾板昂貴。但因為強度較高,車輛可以在持續焊接軌道上以更高速度行駛,摩擦力亦得到減少。
為解決無縫軌道在冷縮熱漲時可能會歪曲的問題,鋼軌需要被緊緊的鎖定在線路上,使它們的伸縮自由受到限制。一般的做法是使用混凝土製成的軌枕,用堅固的扣件把鋼軌扣上,下方再配以足夠的道碴。每次更換或敷設鋼軌時,鋼軌會被先被拉長使它們膨脹,然後才鎖定在軌枕上。這樣就算日後溫度增高,路軌的膨脹亦會減少。鎖定軌度的溫度亦很重要。一般每段軌道都會參考當地最高及最低溫度,然後計算出合適的溫度。如果日後溫度超出最初的預算,(例如出現歷史性的炎夏或寒冬),無縫軌道可能會彎曲或斷裂。
使用持續焊接的軌道仍然可以在需要的地方使用接頭。但這些接頭多數都不是九十度直線線打橫越過鋼軌,而是以很斜的角度接合。這樣車輪經過時的震動及噪音都會大大減少,但鋼軌仍然會有膨脹的空間。這種接頭被稱為調節道岔 (Adjustment Switch)。

2維修

鐵路軌道必須經常維修以維持良好運作狀態。路軌維修是繁重的工作,以往要花費很多人力來完成,現已逐漸以機器取代。鐵路軌道的主要保養維修工作包括有:
打磨鋼軌 ,改善鋼軌的平面及縱面
更換部分或全部鋼軌
更換軌枕
搗固、清理、更換及補充道碴
在繁忙的線路上因為列車間距很短,因此鐵路營運者多數會以自動化的工程列車進行部分的維護工作,以提高工作效率。

3材料

鋼軌是用高錳鋼製成的。 錳鋼的脾氣十分古怪而有趣:如果在鋼中加入2-3%的錳,那麼所製得的低錳鋼脆得就像玻璃一樣,一敲就碎。然而,如果加入>13%的錳,製成高錳鋼,那麼它就變得既堅硬又富有韌性。 所以人們用錳鋼來製造耐磨的機器零件和鐵軌、橋樑等。 還有,在鋼軌的上部,也就是和車輪接觸的那一層,又是加入了另一種金屬--銦,它的加入,使鋼軌上部分在保證硬度的情況下,更具有一些韌性,這對火車的車輪很重要,它和「輪箍」接觸、碰撞的時候,會有一定彈性,保證了火車的安全運行。
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